🏠 Tema 18: Incendios estructurales y ventilación

Consorcio para la Prevención y Extinción de Incendios de la Diputación de Badajoz (CPEI) · Conductor/a Bombero/a

Resumen

Este tema sigue la parte 3 del Manual de incendios del CEIS Guadalajara, «Incendios de interior. Ventilación» (edición r1 2015.10.05), y para lo que el manual no regula (edificios altos y aparcamientos) el Documento Básico SI del Código Técnico de la Edificación vigente. Un incendio de interior es el que se desarrolla fuera de control en un espacio limitado, sin transferencia libre de calor ni de gases con el exterior; si además puertas y ventanas están cerradas e intactas y el intercambio con el exterior es prácticamente nulo, se habla de incendio confinado. En laboratorio tiene tres fases: crecimiento (el calor pasa por radiación y convección a los combustibles cercanos, empieza la pirólisis y la temperatura sube de forma exponencial), pleno desarrollo y decaimiento. En el crecimiento se forman dos estratos: arriba los gases de incendio, más calientes y a presión mayor que la exterior, y abajo una capa de aire fresco a presión menor; la frontera entre ambos es el plano neutro, donde la presión es igual a la exterior. A 500 ºC el colchón de gases radia 64 veces más energía que a temperatura ambiente (ley de Stefan-Boltzmann).

Incendio limitado por el combustible (ILC) es aquel cuya potencia depende de la cantidad y distribución del combustible, con aire suficiente; incendio limitado por la ventilación (ILV) es aquel cuya potencia depende del oxígeno disponible, y en él la potencia la marca el tamaño y la geometría de la apertura (ecuación de Kawagoe) o el oxígeno consumido (regla de Thornton: 13,1 kJ por gramo de oxígeno). Al pasar de ILC a ILV cae el oxígeno, se dispara el CO, aparecen carbonilla y productos de combustión incompleta y se pierde la visibilidad. Fenómenos de rápido desarrollo: el flashover (NFPA 921) es la fase transitoria en la que las superficies expuestas a la radiación alcanzan casi a la vez su temperatura de inflamación y el incendio se generaliza en el recinto; un incendio infraventilado es el que llega a ILV sin pasar por flashover, y al ventilarlo puede producirse un flashover inducido por la ventilación (los ensayos de Underwriters Laboratories dieron unos dos minutos desde la apertura); el backdraft es una deflagración por un aporte repentino de aire a un recinto confinado con productos incompletos de combustión (hace falta una fracción de combustible muy alta, más del 15 % según autores); y la explosión de humo es la deflagración de gases ya mezclados en rango de inflamabilidad cuando encuentran una fuente de ignición. El manual desmonta el mito del CO: rara vez pasa del 5 % y su límite inferior de inflamabilidad es el 12 %.

Influencia del combustible y del recinto. Los muebles modernos, ricos en sintéticos, pirolizan antes, alcanzan antes el estado ILV, dan más temperatura y potencia y reaccionan mucho más rápido a la ventilación; cargas de 200 MJ/m² ya bastan para llegar a ILV. El manual distingue incendio de contenido (solo arden los contenidos, propio de fábrica de ladrillo y forjados de hormigón) e incendio de estructura (el propio continente es combustible: cubiertas y forjados de madera). Recintos pequeños, techos bajos y buen aislamiento aceleran el desarrollo. Riesgos para las edificaciones en la lectura del edificio: el acero aguanta temperaturas medias mucho tiempo, pero un pico reduce su límite elástico y puede colapsar; el hormigón armado soporta bien los picos por su inercia térmica, pero la exposición prolongada lo fisura y desconcha y deja la armadura al aire; la madera aporta combustible y se debilita al perder sección. Los falsos techos corridos y los conductos de climatización acumulan gases y propagan el incendio, incluso con explosiones de humo.

Riesgos para las personas (manual, cap. 1, ap. 4): inflamabilidad de los gases y fenómenos de rápido desarrollo; calor (el National Research Council de Canadá fijó en 140 ºC la temperatura máxima del aire respirado que permite sobrevivir, y solo un rato y sin humedad; 10 kW/m² es el umbral de trabajo del bombero equipado y 20 kW/m² ya daña equipos y personas; arriba se superan fácilmente 600 ºC y abajo puede haber unos 100 ºC); toxicidad con efecto sinérgico (la mezcla es peor que la suma de cada gas); falta de visibilidad, desorientación y lentitud. Para las víctimas, UL midió un rango de supervivencia de 6 a 12 minutos desde el inicio en una estancia con la puerta abierta, y el ILV llegaba a los cinco minutos: mandan más los parámetros respiratorios que los térmicos.

Vivienda, edificios altos y aparcamientos. El manual resuelve casos de vivienda unifamiliar (ataque interior en antiventilación y después presión positiva) y de bloque de viviendas (confinar el incendio, «ablandado» de la vivienda y presión positiva en la caja de escalera para rescatar y evacuar); en edificios en altura destaca la dificultad de acceso y de tendidos y la necesidad de controlar la propagación y la dispersión del humo, proteger la caja de escalera y, a menudo, poner el ventilador en el portal y abrir la puerta de la vivienda. El CTE no define «edificio de gran altura», pero sube las exigencias con la altura de evacuación (DB SI): espacio de maniobra para bomberos si la altura de evacuación descendente supera 9 m (vehículo a no más de 23, 18 o 10 m de fachada según hasta 15 m, hasta 20 m o más de 20 m), columna seca en vivienda por encima de 24 m (con acceso del equipo de bombeo a menos de 18 m de cada toma), ascensor de emergencia en plantas a más de 28 m y extinción automática en todo edificio de más de 80 m salvo otra indicación del uso; en vivienda, la escalera no protegida vale hasta 14 m y la protegida hasta 28 m. Aparcamientos: deben ser sector de incendio diferenciado si están integrados en un edificio con otros usos, comunicados por vestíbulo de independencia (y lo mismo una zona de aparcamiento de más de 100 m² subsidiaria de otro uso), recorrido de evacuación de hasta 35 m si la planta tiene una sola salida (50 m con más de una), BIE y detección por encima de 500 m², columna seca con más de tres plantas bajo rasante o cuatro sobre rasante y control de humo si no es aparcamiento abierto, con ventilación mecánica capaz de extraer 150 l/plaza·s (aportación máxima 120 l/plaza·s), ventiladores F300 60 y arranque automático por detección. El manual limita la ventilación por presión negativa (extracción) en bomberos a túneles y garajes.

Técnicas de aplicación de agua. El agua actúa por enfriamiento y dilución: a 100 ºC un litro da unos 1.600 litros de vapor, el calor latente de evaporación es 2.257 kJ/kg y, si se evapora, absorbe 7,58 veces más que si solo se calienta; el tamaño de gota óptimo está entre 0,3 y 0,7 mm. Ataque indirecto: inundar el recinto de vapor desde fuera, caudal 100-500 lpm, cono 15-30º, pulsaciones de 3 a 20 segundos y movimiento en «T» (primeras pulsaciones) o en «O» (recintos grandes). Ataque directo: película de agua sobre el combustible, 100-250 lpm, cono 0-15º. Enfriamiento de gases: no extingue, solo hace segura la progresión; 50-250 lpm, cono de 30º, pulsaciones de 1 a 5 segundos hacia las esquinas superiores del fondo. Ataque defensivo contra la propagación: 50-100 lpm sobre lo que aún no arde. Ataque exterior ofensivo o «ablandado»: chorro sólido a un punto fijo del techo por la ventana, 100-250 lpm, pulsaciones de 5 a 30 segundos, sin tapar la salida de gases. Caudal crítico es el mínimo para extinguir y óptimo el que extingue con el menor gasto («mucho caudal y poca agua»); como referencia, 24 lpm por MW en vivienda y 5 lpm/m² en superficies de más de 100 m² (Grimwood y Barnett). Acceso por puerta: pulsación en el tercio superior, abrir, observar por encima y por debajo del plano neutro, dos pulsaciones profundas y cerrar.

La ventilación de humos y gases. Se basa en la conservación de la masa (entra casi la misma masa que sale, pero los gases calientes ocupan más volumen), en la ecuación de Bernoulli y en la flotabilidad. Hay que identificar la ruta fría (entrada de aire: visibilidad y supervivencia) y la ruta caliente (salida de gases: nunca se entra por ella). Patrones: antiventilación, ventilación natural, incendio dominado por el viento (con solo 6 m/s hay 25-30 Pa entre fachadas) y ventilación por presión positiva (VPP). Técnicas: antiventilación o confinamiento (cerrar puertas, cortinas de bloqueo de humo y control de puerta de acceso, entornada al ancho de la manguera); ventilación natural vertical (entrada y salida a distinto nivel, flujo unidireccional) u horizontal (al mismo nivel, flujo bidireccional y menos eficaz); y ventilación forzada: VPP (ventilador en la puerta que presuriza) o VPN (extractores). La VPP defensiva no atraviesa el foco (confinado) y limpia escaleras y pasillos; la ofensiva sí lo atraviesa y abre una ventana de tiempo para un avance rápido. Ventiladores de 18-20 pulgadas: 25.000-30.000 m³/h (ensayo AMCA 240), distancia óptima entre 1,8 y 5 m de una puerta de 2 x 0,9 m; muy cerca hacen «cortocircuito». Relación salida/entrada (r): mínimo 1 en VPP ofensiva y 0,5 en defensiva, y a partir de 2 apenas mejora; ventiladores en V hasta +35 % y en serie en la entrada solo +5-10 %; con viento en contra de más de 4 m/s hay que replantearse la VPP. La presurización de un recinto contiguo con solo 5 Pa evita que entre el incendio.

Valoración, estrategia y precauciones. La valoración es inicial (perimetral de 360º e interior), continua y final (hoja de recomendaciones para el afectado), y la lectura del incendio sigue el método B-SAHF: edificio, humo, flujo de gases, calor y llama. Humo negro y denso indica combustión incompleta y alta fracción de combustible; amarillento u ocre, mucha pirólisis y riesgo de backdraft; un incendio que «respira» o silba, backdraft probable. Fases de la intervención: movilización, valoración, control, mitigación y restitución; se sectoriza el siniestro y en cada sector se fija el modo táctico: ofensivo (ataque directo al incendio, más riesgo, exige garantías de éxito) o defensivo (se actúa sobre la propagación y el humo). Tácticas del manual: control exterior de propagación, ataque exterior ofensivo, ataque interior con antiventilación, ataque interior con ventilación natural, ataque en presión positiva para la extinción, para el rescate, para la progresión y contra la propagación, y ataque combinado. Criterios generales: no ventilar sin tendido en carga, abrir primero la salida y después la entrada, no ventilar con backdraft inminente ni con combustibles muy volátiles o en polvo, no poner a nadie en la ruta caliente, no rebasar la cuña de aire fresco, coordinar siempre ventilación y agua y recordar que muchas decisiones tácticas son irreversibles.

Claves para el examen

• Fases del incendio de interior: crecimiento, pleno desarrollo y decaimiento.
• Plano neutro: altura donde la presión interior es igual a la exterior.
• ILC: manda el combustible. ILV: manda el oxígeno (Kawagoe; Thornton 13,1 kJ/g de O2).
• Infraventilado: llega a ILV sin flashover; al ventilarlo, flashover inducido (UL: unos 2 minutos).
• Backdraft: fracción de combustible > 15 %. El CO rara vez pasa del 5 % y su LII es el 12 %.
• 140 ºC: máximo aire respirable para sobrevivir (NRCC). 10 kW/m² umbral de trabajo; 20 kW/m² daños.
• Supervivencia de víctimas (UL): 6-12 minutos con la puerta abierta.
• 1 litro de agua a 100 ºC da unos 1.600 litros de vapor. Gota óptima 0,3-0,7 mm.
• Indirecto 100-500 lpm, cono 15-30º; directo 100-250 lpm, 0-15º; enfriamiento de gases 50-250 lpm, 30º.
• El enfriamiento de gases no extingue. El «ablandado» es chorro sólido fijo al techo desde fuera.
• Grimwood/Barnett: 24 lpm/MW en vivienda y 5 lpm/m² en más de 100 m².
• VPP: primero se abre la salida y luego la entrada. r mínimo: 1 ofensiva, 0,5 defensiva.
• VPN (extracción) en bomberos: solo túneles y garajes. Presurizar con 5 Pa frena la propagación.
• CTE DB SI: columna seca en vivienda > 24 m; ascensor de emergencia > 28 m; extinción automática > 80 m.
• Aparcamiento no abierto: control de humo con extracción de 150 l/plaza·s. Lectura del incendio: B-SAHF.

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